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JP5333853B2 - Traction vehicle control device - Google Patents

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JP5333853B2 JP2009220660A JP2009220660A JP5333853B2 JP 5333853 B2 JP5333853 B2 JP 5333853B2 JP 2009220660 A JP2009220660 A JP 2009220660A JP 2009220660 A JP2009220660 A JP 2009220660A JP 5333853 B2 JP5333853 B2 JP 5333853B2
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  • Regulating Braking Force (AREA)

Description

本発明は、トラクタに対しヒッチ点を介して揺動自在にトレーラを連結している牽引車輌の制御装置に関する。   The present invention relates to a control apparatus for a towing vehicle in which a trailer is slidably connected to a tractor via a hitch point.

牽引車輌の制御装置として特許文献1には、自動車にトレーラが連結された連結車の走行時の横揺れをモニタリングし、このモニタリングから横揺れ運動が検出された場合に、横揺れに対して逆位相のヨーモーメントを自動発生させることにより、横揺れを抑制する構成が示されている。特に、この特許文献1では、自動車の舵取りに基づかない横方向加速度とヨー速度の少なくともいずれかが存在する場合には、短時間だけブレーキを作動させる自動ブレーキによって連結車を安定させる制御形態が示されている。   As a control device for a towing vehicle, Patent Document 1 monitors rolls during traveling of a connected vehicle in which a trailer is connected to an automobile, and when a roll motion is detected from this monitoring, the reverse of the roll is detected. A configuration is shown in which roll is suppressed by automatically generating a phase yaw moment. In particular, this Patent Document 1 shows a control mode for stabilizing a connected vehicle by an automatic brake that activates a brake only for a short time when there is at least one of a lateral acceleration and a yaw speed that are not based on steering of an automobile. Has been.

牽引車輌の制御装置として特許文献2には、トラクタにトレーラを連結した牽引車輌が示され、左右のエアバッグの圧力差、ブレーキシリンダ圧力、ステアリング角度、ヨーイングレート、横向加速度、トラクタの車輪速度に基づいて評価を行う。この評価にもとづいて、トレーラーのジャックナイフ現象、ラテラルスイングアウト又はコンビネーションのスピニングアウト及びトレーラーのロールオーバーの発生を低減する制御形態が記載されている。   As a control device for a tow vehicle, Patent Document 2 shows a tow vehicle in which a trailer is connected to a tractor. The difference in pressure between left and right airbags, brake cylinder pressure, steering angle, yawing rate, lateral acceleration, and wheel speed of a tractor are shown. Based on the evaluation. Based on this evaluation, a control configuration is described that reduces the occurrence of trailer jackknife, lateral swingout or combination spinning out, and trailer rollover.

牽引車輌の制御装置として特許文献3には、トラクタにトレーラが連結して連結車が構成され、スウェイ現象によりヒッチ角が基準値以上に達するとトレーラの左右のブレーキを制動することでスウェイ現象を抑制する点が記載されている。つまり、この特許文献3では、ヒッチ角を検出する手段と、トレーラの車輪を制動するブレーキと、ヒッチ角が基準値以上に達するとトレーラブレーキを作動させる制御手段を備えている。   As a control device for a towing vehicle, Patent Document 3 discloses that a trailer is connected to a tractor to form a connected vehicle. The point to suppress is described. That is, in this patent document 3, the means for detecting the hitch angle, the brake for braking the trailer wheel, and the control means for operating the trailer brake when the hitch angle reaches a reference value or more are provided.

特表2003‐503276号公報Special table 2003-503276 特開平10‐1037号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-1037 特開平10‐236289号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-236289

牽引車両の走行時にスウェイ現象(スネーキング)が発生した場合には、ヒッチ点を中心にしてトラクタとトレーラとが折れ曲がる形態で揺動し、この揺動時に伴いヒッチ点が左右方向に交互に張り出す。そして、このスウェイ現象による揺動が収束しない場合には、揺動が拡大することによりヒッチ点が横方向に大きく張り出す形態となり、結果としてジャックナイフ現象等の不都合を招く。   If a sway phenomenon (snaking) occurs when the towing vehicle travels, the tractor and trailer swing around the hitch point, and the hitch point alternately protrudes in the left-right direction during this swing. . When the swing due to the sway phenomenon does not converge, the swing increases and the hitch point is greatly extended in the lateral direction, resulting in a disadvantage such as a jack knife phenomenon.

このような不都合を招かないために、特許文献1に記載されるようにトラクタ(文献では自動車)における横加速度とヨー速度との何れかに基づいて逆位相のモーメントを作用させてトラクタの揺動を抑制することも考えられる。しかし、この制御では、トラクタに対する直接的な制御によってトラクタの揺動の抑制が可能となるものの、トレーラの揺動の抑制が不充分になりトレーラが僅かに揺動し続けることも考えられる。   In order not to cause such inconvenience, the tractor swings by applying an anti-phase moment based on either the lateral acceleration or the yaw speed in the tractor (automobile in the literature) as described in Patent Document 1. It is also possible to suppress this. However, in this control, although it is possible to suppress the swinging of the tractor by direct control with respect to the tractor, it is conceivable that the swinging of the trailer is insufficiently suppressed and the trailer continues to swing slightly.

これに対して、特許文献2では、複数の情報に基づいてヒッチ角度とヒッチ角度レートとが推定(文献中では評価)して制御に反映させることから、トラクタとトレーラとの揺動を同時に抑制することが可能と考え得る。しかしながら、この特許文献2の制御では、左右のエアバッグ(エアーサスペンションと思われる)の圧力差を検出する必要があることから、圧力を検出するセンサの取り付けや、センサからの信号系の配置等が複雑化しやすく改善の余地がある。   On the other hand, in Patent Document 2, the hitch angle and hitch angle rate are estimated (evaluated in the document) based on a plurality of information and reflected in the control, so that the swinging of the tractor and trailer is simultaneously suppressed. You can think it is possible. However, in the control of this Patent Document 2, it is necessary to detect the pressure difference between the left and right airbags (which seems to be an air suspension). Therefore, the attachment of a sensor for detecting pressure, the arrangement of a signal system from the sensor, etc. There is room for improvement.

特許文献3には、ヒッチ角に基づいてスウェイ運動を抑制する制御が行われることからトラクタとトレーラとの揺動を同時に抑制することが可能となる。しかしながら、この特許文献3の構成ではヒッチ角を検出するセンサを必要とし、センサからの信号系の配置等が複雑化しやすく改善の余地がある。   In Patent Document 3, since the control for suppressing the sway motion is performed based on the hitch angle, the swing of the tractor and the trailer can be simultaneously suppressed. However, the configuration of Patent Document 3 requires a sensor for detecting the hitch angle, and the arrangement of the signal system from the sensor is likely to be complicated, and there is room for improvement.

本発明の目的は、センサ数の増大を抑制しながら牽引車両の挙動の安定化が可能な制御装置を合理的に構成する点にある。   An object of the present invention is to rationally configure a control device capable of stabilizing the behavior of a tow vehicle while suppressing an increase in the number of sensors.

本発明の特徴は、トラクタに対しヒッチ点を介して揺動自在にトレーラを連結している牽引車輌の制御装置であって、
前記トラクタの横加速度を検出する横加速度検出手段と、前記トラクタのヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、前記トラクタの操舵輪の操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記トラクタの走行速度を検出する走行速度検出手段とを備えると共に、前記横加速度検出手段で検出された横加速度と、前記ヨーレート検出手段で検出されたヨーレートと、前記操舵角検出手段で検出された操舵角と、前記走行速度検出手段で検出された走行速度とに基づいて前記ヒッチ点に作用するヒッチ点横力を推定するヒッチ点横力推定手段を備え、このヒッチ点横力推定手段で推定されたヒッチ点横力の値から牽引車輌の安定性を判定する点にある。
A feature of the present invention is a control device for a towing vehicle in which a trailer is swingably connected to a tractor via a hitch point,
Lateral acceleration detecting means for detecting the lateral acceleration of the tractor, yaw rate detecting means for detecting the yaw rate of the tractor, steering angle detecting means for detecting the steering angle of the steered wheels of the tractor, and the traveling speed of the tractor are detected. A lateral speed detected by the lateral acceleration detection means, a yaw rate detected by the yaw rate detection means, a steering angle detected by the steering angle detection means, and the travel speed Hitch point lateral force estimating means for estimating the hitch point lateral force acting on the hitch point based on the traveling speed detected by the detecting means is provided, and the hitch point lateral force estimated by the hitch point lateral force estimating means is provided. The point is to determine the stability of the tow vehicle from the value.

この構成によると、横加速度と、ヨーレートと、操舵角と、走行速度とに基づいてヒッチ点横力推定手段がヒッチ点に作用するヒッチ点横力を推定する。そして、推定されたヒッチ点横力はトラクタの揺動量とトレーラの揺動量とを反映するものであるため、このヒッチ点横力に基づいて牽引車輌の安定性を判定できる。特に、本発明ではヒッチ点の角度を検出するためのセンサを必要としない。従って、センサ数の増大を抑制しながら牽引車両の挙動の安定化が可能な制御装置が構成された。
特に、近年の車両では、操舵時における車体の挙動をセンサで検出し、この検出結果に基づいて各ブレーキの制御や、エンジン出力の調整を自動的に行うことで適正なコーナリングを実現するESC等の制御装置を備えたものが存在する。トラクタの挙動を検出するセンサとしては、ヨーレートセンサ、横加速度センサ、操舵角センサ、走行速度センサ等を備えている。このような理由から、ESC等の制御装置の既存のセンサを用いて本発明の制御を実現することも可能となる。
According to this configuration, the hitch point lateral force estimating means estimates the hitch point lateral force acting on the hitch point based on the lateral acceleration, the yaw rate, the steering angle, and the traveling speed. Since the estimated hitch point lateral force reflects the swing amount of the tractor and the swing amount of the trailer, the stability of the towing vehicle can be determined based on the hitch point lateral force. In particular, the present invention does not require a sensor for detecting the angle of the hitch point. Therefore, a control device that can stabilize the behavior of the tow vehicle while suppressing an increase in the number of sensors has been configured.
In particular, in recent vehicles, the behavior of the vehicle body at the time of steering is detected by a sensor, and the ESC that realizes appropriate cornering by automatically controlling each brake and adjusting the engine output based on the detection result, etc. There are those equipped with a control device. As a sensor for detecting the behavior of the tractor, a yaw rate sensor, a lateral acceleration sensor, a steering angle sensor, a traveling speed sensor, and the like are provided. For this reason, the control of the present invention can be realized using an existing sensor of a control device such as an ESC.

本発明は、前記トラクタは、前記ヒッチ点横力の値に対応して牽引車輌の姿勢を安定化する安定化制御手段を備えても良い。   In the present invention, the tractor may include stabilization control means for stabilizing the attitude of the tow vehicle in accordance with the value of the hitch point lateral force.

この構成によると、安定化制御手段は、ヒッチ点横力の値に対応した安定化制御を行うことで、抑制に適した制御によりスウェイ現象の迅速な収束を実現する。   According to this configuration, the stabilization control means performs the stabilization control corresponding to the value of the hitch point lateral force, thereby realizing the rapid convergence of the sway phenomenon by the control suitable for suppression.

本発明は、前記安定化制御手段は、前記トラクタに対して前記ヒッチ点横力と逆方向となるヨーモーメントを発生させるモーメント発生手段であっても良い。   In the present invention, the stabilization control means may be a moment generating means for generating a yaw moment in the direction opposite to the hitch point lateral force with respect to the tractor.

ヒッチ点に対しては各種の外力を加えることが可能である。しかし、トラクタにヨーモーメントを発生させた場合には、そのヨーモーメントをヒッチ点横力に対して逆方向から効率的に作用させることが可能となる。このような理由から、この構成によるモーメント発生手段がヒッチ点横力に逆方向のヨーモーメントを効率的に作用させ牽引車両の安定化が実現する。   Various external forces can be applied to the hitch point. However, when a yaw moment is generated in the tractor, the yaw moment can be efficiently applied to the hitch point lateral force from the opposite direction. For this reason, the moment generating means with this configuration efficiently applies a yaw moment in the reverse direction to the lateral force at the hitch point, thereby realizing stabilization of the towing vehicle.

本発明は、前記安定化制御手段は、前記トラクタの車輪の少なくとも一つに制動力を発生させる制動力発生手段であっても良い。   In the present invention, the stabilization control unit may be a braking force generation unit that generates a braking force on at least one of the wheels of the tractor.

この構成によると、牽引車両の安定化を図るアクチュエータ類を用いずとも、制動力発生手段が既存のブレーキを制御することで牽引車両の安定化が実現する。   According to this configuration, the towing vehicle can be stabilized by the braking force generating means controlling the existing brake without using actuators for stabilizing the towing vehicle.

牽引車輌の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a tow vehicle. 牽引車輌のヒッチ点に作用する横力を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the lateral force which acts on the hitch point of a tow vehicle. 牽引車輌の制御構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control structure of a tow vehicle. 牽引車輌に作用する力の釣り合い関係を示す図である。It is a figure which shows the balance relationship of the force which acts on a tow vehicle. トラクタの車輌運動を2輪モデルで示した図である。It is the figure which showed the vehicle motion of the tractor with the two-wheel model. 演算形態1の演算を実現する安定化制御部を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the stabilization control part which implement | achieves the calculation of the calculation form 1. 演算形態1の演算形態を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation form of the calculation form 1. 演算形態2の演算を実現する安定化制御部を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the stabilization control part which implement | achieves the calculation of the calculation form 2. 牽引車輌に作用するモーメントの釣り合い関係を示す図である。It is a figure which shows the balance relationship of the moment which acts on a tow vehicle. 演算形態2の演算形態を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation form of the calculation form 2.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図1に示すように、自動車で成るトラクタ1の自走車体Aの後端のヒッチ2に対し、トレーラ4の被牽引車体Bの前端のブラケット3を連結して牽引車輌が構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Basic configuration]
As shown in FIG. 1, a tow vehicle is configured by connecting a bracket 3 at the front end of a towed vehicle body B of a trailer 4 to a hitch 2 at the rear end of a self-propelled vehicle body A of a tractor 1 made of an automobile.

トラクタ1は、操舵輪として機能する左右の前車輪5と、左右の後車輪6とを備えると共に、前車輪5と後車輪6との少なくとも一方にエンジン7から変速して走行駆動力を伝える変速機構(図示せず)を備えている。トレーラ4は、被牽引車体Bに左右のトレーラ車輪8を備えており、この被牽引車体Bの前端にブラケット3を備えている。このブラケット3が、ヒッチ2に備えられたジョイントで構成されるヒッチ点Jに対して揺動自在に連結されている。尚、被牽引車体Bのトレーラ車輪8は2輪に限るものではなく4輪以上であっても良い。   The tractor 1 includes left and right front wheels 5 that function as steering wheels, and left and right rear wheels 6, and a gear that transmits a driving force by shifting from the engine 7 to at least one of the front wheels 5 and the rear wheels 6. A mechanism (not shown) is provided. The trailer 4 is provided with left and right trailer wheels 8 on the towed vehicle body B, and the bracket 3 is provided on the front end of the towed vehicle body B. The bracket 3 is swingably connected to a hitch point J constituted by a joint provided in the hitch 2. The trailer wheels 8 of the towed vehicle body B are not limited to two wheels, and may be four or more wheels.

このような構成により、トラクタ1の走行に伴いトレーラ4が牽引され、操舵時にはヒッチ点Jの縦向き姿勢の軸芯周りでトラクタ1の自走車体Aとトレーラ4の被牽引車体Bとが折れ曲がる相対姿勢となり進路変更や旋回が実現する。   With such a configuration, the trailer 4 is towed as the tractor 1 travels, and the self-running vehicle body A of the tractor 1 and the towed vehicle body B of the trailer 4 bend around the longitudinal axis of the hitch point J during steering. It becomes a relative posture and a course change and a turn are realized.

牽引車両の走行時には、路面の状態や横風の作用によりトレーラ4が左右方向に往復して振れるスウェイ現象(スネーキング)が発生することもある。このスウェイ現象が発生する際には、横風や路面の影響により図2(a)に示すようにトレーラ4の被牽引車体BにモーメントM1が作用し、このモーメントM1の作用により、ヒッチ点Jを横方に張り出すヒッチ点横力Fhが作用する。このようにヒッチ点横力Fhがヒッチ点Jに作用した場合には、図2(b)に示すように、このヒッチ点横力Fhによりヒッチ点Jを中心にしてトラクタ1の自走車体AにモーメントM2(ヨーモーメント)が作用する結果、トラクタ1とトレーラ4とが折れ曲がる形態で揺動し、この揺動時に伴いヒッチ点Jが左右方向に交互に張り出す。   When the towing vehicle travels, a sway phenomenon (snaking) may occur in which the trailer 4 reciprocates in the left-right direction due to the road surface condition or the effect of crosswind. When this sway phenomenon occurs, the moment M1 acts on the towed vehicle body B of the trailer 4 as shown in FIG. 2 (a) due to the influence of the crosswind and road surface, and the hitch point J is set by the action of this moment M1. A hitch point lateral force Fh that projects laterally acts. When the hitch point lateral force Fh acts on the hitch point J as described above, the self-propelled vehicle body A of the tractor 1 is centered on the hitch point J by the hitch point lateral force Fh as shown in FIG. As a result of the moment M2 (yaw moment) acting on the tractor, the tractor 1 and the trailer 4 swing in a bent manner, and the hitch point J alternately protrudes in the left-right direction along with the swing.

これがスウェイ現象(スネーキング)であり、このスウェイ現象による揺動が収束しない場合には、揺動が拡大することによりヒッチ点Jが横方向に大きく張り出す形態となり、結果としてジャックナイフ現象等の不都合を招く。   This is the sway phenomenon (snaking), and when the swing due to this sway phenomenon does not converge, the hitch point J protrudes greatly in the lateral direction by expanding the swing, resulting in inconvenience such as jackknife phenomenon. Invite.

本発明の牽引車輌ではスウェイ現象の発生の初期の振幅の小さい状況において、このスウェイ現象を抑制する制御を行うことで、ジャックナイフ現象等の不都合を未然に防止できるようにしており、この制御を実現する構成を以下に説明している。   In the tow vehicle of the present invention, in a situation where the initial amplitude of the occurrence of the sway phenomenon is small, the control to suppress the sway phenomenon can be performed to prevent inconvenience such as the jackknife phenomenon. The configuration to be realized is described below.

図1及び図3に示すように、自走車体Aの左右の前車輪5と左右の後車輪6との夫々には制動力を作用させるブレーキ装置BKを備えており、この前車輪5と後車輪6との回転数を計測する回転数センサ11を備えている。この複数の回転数センサ11は走行速度センサとしても機能する。また、被牽引車体Bのトレーラ車輪8に制動力を作用させるブレーキ装置BKを備えている。尚、トレーラ車輪8に制動力を作用させるブレーキ装置BKとしては電力で作動するアクチュエータで制動力を作用させるものを想定しているが、油圧を用いるものやエアーを用いるものであっても良い。
また、トレーラ側のブレーキ装置BKは必須ではなく、特に軽量なトレーラに多く見られるように、トレーラ側にはブレーキ装置を設けず、自走車体Aにのみブレーキ装置BKが設けられても良い。
As shown in FIGS. 1 and 3, the left and right front wheels 5 and the left and right rear wheels 6 of the self-propelled vehicle body A are each provided with a brake device BK that applies a braking force. A rotation speed sensor 11 for measuring the rotation speed with the wheel 6 is provided. The plurality of rotation speed sensors 11 also function as travel speed sensors. In addition, a brake device BK for applying a braking force to the trailer wheel 8 of the towed vehicle body B is provided. The brake device BK that applies a braking force to the trailer wheel 8 is assumed to be an actuator that operates with electric power to apply the braking force. However, a device that uses hydraulic pressure or air may be used.
Further, the brake device BK on the trailer side is not essential, and the brake device BK may be provided only on the self-propelled vehicle body A without providing the brake device on the trailer side, as is often seen in particularly light weight trailers.

自走車体Aには、ステアリングホイール12による操舵量を検出する操舵角センサ13(操舵角検出手段の一例)と、アクセルペダル14の踏み込み操作量を検出するアクセルペダルセンサ14Sと、ブレーキペダル15の踏み込み操作を検出するブレーキペダルセンサ15Sとを備えている。また、自走車体Aには、ヨーレートを検出するヨーレートセンサ16(ヨーレート検出手段の一例)と、自走車体Aに作用する横加速度を検出する横加速度センサ17(横加速度検出手段の一例)とを備え、更に、制御装置20を備えている。   The self-propelled vehicle body A includes a steering angle sensor 13 (an example of a steering angle detection unit) that detects a steering amount by the steering wheel 12, an accelerator pedal sensor 14S that detects a depression operation amount of the accelerator pedal 14, and a brake pedal 15. A brake pedal sensor 15S for detecting a stepping operation is provided. The self-running vehicle body A includes a yaw rate sensor 16 (an example of a yaw rate detection unit) that detects a yaw rate, and a lateral acceleration sensor 17 (an example of a lateral acceleration detection unit) that detects a lateral acceleration acting on the self-running vehicle body A. And a control device 20.

〔制御構成〕
図3に示すように、自走車体Aでは、操舵角センサ13、アクセルペダルセンサ14S、ブレーキペダルセンサ15S、ヨーレートセンサ16、横加速度センサ17、制御装置20がCANバスで成る通信ラインLによって接続されている。この通信ラインLに対して、ブレーキ制御ECU25と、エンジン制御ECU27と、自動変速ECU29と、通信ユニット31とが接続している。また、ブレーキ制御ECU25はブレーキ圧制御ユニット26の電磁弁を制御する。エンジン制御ECU27はエンジン7のスロットルユニット28を制御する。自動変速ECU29は変速装置(図示せず)の変速ユニット30を制御する。
[Control configuration]
As shown in FIG. 3, in the self-propelled vehicle body A, the steering angle sensor 13, the accelerator pedal sensor 14S, the brake pedal sensor 15S, the yaw rate sensor 16, the lateral acceleration sensor 17, and the control device 20 are connected by a communication line L formed of a CAN bus. Has been. A brake control ECU 25, an engine control ECU 27, an automatic transmission ECU 29, and a communication unit 31 are connected to the communication line L. The brake control ECU 25 controls the electromagnetic valve of the brake pressure control unit 26. The engine control ECU 27 controls the throttle unit 28 of the engine 7. The automatic transmission ECU 29 controls the transmission unit 30 of a transmission (not shown).

被牽引車体Bでは、自走車体Aの通信ユニット31に通信ケーブルCを介して接続する通信ユニット32を備え、この通信ユニット32に対してブレーキ制御ECU33がCANバスで成る通信ラインLによって接続されている。このブレーキ制御ECU33にはブレーキ操作ユニット34と、ブレーキランプ35とが接続し、ブレーキ操作ユニット34は左右のブレーキ装置BKを操作するように接続する。この牽引車輌ではブレーキペダル15の踏み込み操作で各車輪に制動力を作用させた場合にはブレーキランプ35を点灯させる制御が行われる。   The towed vehicle body B includes a communication unit 32 that is connected to the communication unit 31 of the self-propelled vehicle body A via a communication cable C, and the brake control ECU 33 is connected to the communication unit 32 by a communication line L formed of a CAN bus. ing. A brake operation unit 34 and a brake lamp 35 are connected to the brake control ECU 33, and the brake operation unit 34 is connected to operate the left and right brake devices BK. In this towing vehicle, when a braking force is applied to each wheel by depressing the brake pedal 15, the brake lamp 35 is turned on.

制御装置20は、本発明の安定制御を実現する。制御装置20は、従来のアンチロックブレーキ制御とトラクション制御とESC制御とを行う制御装置を利用することが可能である。   The control device 20 realizes the stable control of the present invention. The control device 20 can use a conventional control device that performs anti-lock brake control, traction control, and ESC control.

具体的に説明すると、制御装置20はアンチロックブレーキ制御を実現するアンチロックブレーキ制御部21と、トラクション制御部22と、安定化制御部23(安定化制御手段の一例)とを備えている。   More specifically, the control device 20 includes an antilock brake control unit 21 that implements antilock brake control, a traction control unit 22, and a stabilization control unit 23 (an example of a stabilization control unit).

アンチロックブレーキ制御は、ABSとも称せられ、ブレーキペダル15の踏み込み操作時に各車輪の回転状態(ロック状態)をフィードバックし、ブレーキ圧制御ユニット26により各車輪のロックを防止するようにブレーキ圧の調整を行い、車輪のロックに起因する横滑り(スキッド)を解消する。   Anti-lock brake control is also referred to as ABS, and feeds back the rotation state (lock state) of each wheel when the brake pedal 15 is depressed, and the brake pressure control unit 26 adjusts the brake pressure so as to prevent the wheel from being locked. To eliminate skid caused by wheel locks.

トラクション制御はTCSとも称せられ、アクセルペダル14の踏み込み操作時の各車輪の回転状態(ホイルスピン状態)をフィードバックし、ブレーキ圧制御ユニット26及びエンジン制御ECU27により各車輪のホイルスピンを防止するように駆動力の調整を行い、車輌のホイルスピンに起因する横滑り(スキッド)を解消する。
また、従来のESC制御では、ステアリングホイール12の操作時に、回転数センサ11(走行速度センサとして機能する)で検出される走行速度や、ヨーレートセンサ16で検出されたヨーレートに基づいて自走車体Aの挙動を求め、この挙動に基づいて適正なコーナリングとなるように、各ブレーキ装置BKの制御や、エンジン7の出力の調整や、変速装置の変速を自動的に行うことでアンダーステアやオーバーステアを抑制している。
Traction control is also referred to as TCS, which feeds back the rotation state (wheel spin state) of each wheel when the accelerator pedal 14 is depressed, and prevents the wheel spin from being caused by the brake pressure control unit 26 and the engine control ECU 27. The driving force is adjusted to eliminate skid caused by vehicle wheel spin.
In the conventional ESC control, when the steering wheel 12 is operated, the self-propelled vehicle body A is based on the traveling speed detected by the rotation speed sensor 11 (functioning as a traveling speed sensor) and the yaw rate detected by the yaw rate sensor 16. Understeer and oversteer by controlling each brake device BK, adjusting the output of the engine 7, and automatically shifting the transmission so that the cornering is appropriate based on this behavior. Suppressed.

前記従来のESC制御に対し、車体安定化制御はヒッチ点Jに作用する横力を推定することで牽引車輌の安定性の判定を行い、判定の結果から安定化が必要な場合には、自走車体Aのブレーキ装置BKを制御することで相殺ヨーモーメントを作用させてスウェイ現象の抑制を実現するものであり、その制御形態については以下に説明する。尚、車体安定化制御では、ブレーキ装置BKによる制動力の作用だけではなく、左右の一方の車輪の増速を図ることで相殺ヨーモーメントを作用させる制御を行っても良い。また、相殺ヨーモーメントを作用させる際に、エンジン制御ECU26や自動変速ECU29によって車速を減ずる制御を行っても良い。
また、本実施例では、制御装置20とブレーキ制御ECU25は個別に設けられ、通信ラインLで接続されているが、制御装置20とブレーキ制御ECU25は通信ラインLを介さず一体として構成されても良い。
Compared to the conventional ESC control, the vehicle body stabilization control determines the stability of the tow vehicle by estimating the lateral force acting on the hitch point J. By controlling the brake device BK of the traveling vehicle body A, a canceling yaw moment is applied to suppress the sway phenomenon, and the control mode will be described below. In the vehicle body stabilization control, not only the action of the braking force by the brake device BK, but also a control in which a canceling yaw moment is applied by increasing the speed of one of the left and right wheels. In addition, when the canceling yaw moment is applied, the engine control ECU 26 or the automatic transmission ECU 29 may perform control to reduce the vehicle speed.
Further, in this embodiment, the control device 20 and the brake control ECU 25 are provided separately and connected by the communication line L. However, the control device 20 and the brake control ECU 25 may be configured integrally without the communication line L. good.

尚、アンチロックブレーキ制御部21と、トラクション制御部22と、安定化制御部23とは、ソフトウエアで構成されるものであるが、ソフトウエアとロジック等のハードウエアとで構成して良く、ハードウエアのみで構成しても良い。   The antilock brake control unit 21, the traction control unit 22, and the stabilization control unit 23 are configured by software, but may be configured by software and hardware such as logic, You may comprise only hardware.

〔演算形態1〕
図4には、自走車体Aの前車輪5に横方向に作用する前車輪横力Ffと、後車輪6に横方向に作用する後車輪横力Frと、ヒッチ点Jに横方向に作用するヒッチ点横力Fhとが釣り合う関係を示している。また、この釣り合う関係を同図の関係式のように示すことが可能である。この〔演算形態1〕では、安定化制御部23が力の釣り合いの関係と、走行速度Vと、操舵角δfと、ヨーレートYrと、重心点Xに作用する横加速度GYと、重量Mとに基づいてヒッチ点横力Fhを推定する(図5を参照)。尚、図4では夫々の力が作用する方向を矢印で示している。
[Calculation form 1]
FIG. 4 shows a front wheel lateral force Ff acting laterally on the front wheel 5 of the self-propelled vehicle A, a rear wheel lateral force Fr acting laterally on the rear wheel 6, and a hitch point J acting laterally. The relationship between the hitch point lateral force Fh to be balanced is shown. Further, this balanced relationship can be shown as a relational expression in FIG. In this [Calculation Mode 1], the stabilization control unit 23 determines the force balance relationship, the traveling speed V, the steering angle δf, the yaw rate Yr, the lateral acceleration GY acting on the center of gravity X, and the weight M. Based on this, the hitch point lateral force Fh is estimated (see FIG. 5). In FIG. 4, the direction in which each force acts is indicated by an arrow.

図4に示す如く、
Ff+Fr+Fh=M×GY〔式1〕によって釣り合い関係が表される。
この図4では自走車体Aの左方向に作用する力に+(プラス)の符号を附しており、自走車体Aの右方向に作用する力に−(マイナス)の符号を附している。この関係式に基づいてヒッチ点横力Fhを推定する演算が行われる。
As shown in FIG.
The balance relationship is expressed by Ff + Fr + Fh = M × GY [Formula 1].
In FIG. 4, a sign (+) is added to the force acting in the left direction of the self-propelled vehicle body A, and a sign (-) is added to the force acting in the right direction of the self-propelled vehicle body A. Yes. A calculation for estimating the hitch point lateral force Fh is performed based on this relational expression.

安定化制御部23は、車輪スリップ角演算部23Aと、車輪横力演算部23Bと、ヒッチ点横力推定部23C(ヒッチ点横力推定手段の一例)と、相殺ヨーモーメント演算部23Dと、ヨーモーメント出力部23E(モーメント発生手段の一例)と、情報テーブル23Fとを備えている。これらによる演算のプロセスを図6のブロック回路と図7のフローチャートとに基づいて説明する。   The stabilization controller 23 includes a wheel slip angle calculator 23A, a wheel lateral force calculator 23B, a hitch point lateral force estimator 23C (an example of a hitch point lateral force estimator), an offset yaw moment calculator 23D, A yaw moment output unit 23E (an example of a moment generating means) and an information table 23F are provided. The calculation process based on these will be described with reference to the block circuit of FIG. 6 and the flowchart of FIG.

牽引車輌の走行時にはステアリングホイール12が非操舵状態(直進位置)にある状況で、各センサからの信号を取得し、演算により車体スリップ角βが算出され、これに基づいて前車輪スリップ角βfと後車輪スリップ角βrとが算出される(#101〜#104ステップ)。   When the steering wheel 12 is in a non-steering state (straight forward position) during traveling of the towing vehicle, signals from the sensors are acquired, and the vehicle body slip angle β is calculated by calculation. Based on this, the front wheel slip angle βf The rear wheel slip angle βr is calculated (steps # 101 to # 104).

各センサから取得される信号としては、回転数センサ11からの信号に基づく走行速度Vと、操舵角センサ13で検出される操舵角δと、ヨーレートセンサ16で検出されるヨーレートYrと、横加速度センサ17で計測される横加速度GYとが取得される。   The signals acquired from each sensor include a traveling speed V based on a signal from the rotation speed sensor 11, a steering angle δ detected by the steering angle sensor 13, a yaw rate Yr detected by the yaw rate sensor 16, and a lateral acceleration. The lateral acceleration GY measured by the sensor 17 is acquired.

図5には自走車体Aの操舵時における、車輌運動を2輪モデルで示している。同図では、重心点Xから前車輪5までの距離(フロントアクスルまでの距離)がLfであり、重心点Xから後車輪6までの距離(リアアクスルまでの距離)がLrである。また、同図には、前車輪5が操舵角δfだけ操作されている状況における、走行速度V、ヨーレートYr、車体スリップ角β、前車輪スリップ角βf、後車輪スリップ角βr、横加速度GY、前車輪横力Ff、後車輪横力Frを示している。   FIG. 5 shows the vehicle motion in the two-wheel model when the self-propelled vehicle body A is steered. In the figure, the distance from the center of gravity X to the front wheel 5 (distance to the front axle) is Lf, and the distance from the center of gravity X to the rear wheel 6 (distance to the rear axle) is Lr. In the same figure, the traveling speed V, the yaw rate Yr, the vehicle body slip angle β, the front wheel slip angle βf, the rear wheel slip angle βr, the lateral acceleration GY, when the front wheel 5 is operated by the steering angle δf, The front wheel lateral force Ff and the rear wheel lateral force Fr are shown.

この運動特性から、以下に示す〔式2〕〜〔式6〕の関係式が成り立つことが知られている。   From this motion characteristic, it is known that the following relational expressions [Formula 2] to [Formula 6] hold.

β=∫(GY/V−Yr)dt 〔式2〕
βf=β+(Lf×Yr/V)−δf 〔式3〕
βr=β−(Lf×Yr/V) 〔式4〕
Fh=−Cpf×βf 〔式5〕
Fr=−Cpr×βr 〔式6〕
β = ∫ (GY / V−Yr) dt [Formula 2]
βf = β + (Lf × Yr / V) −δf [Formula 3]
βr = β− (Lf × Yr / V) [Formula 4]
Fh = −Cpf × βf [Formula 5]
Fr = −Cpr × βr [Formula 6]

車輪スリップ角演算部23Aでは、これらの関係式のうち〔式2〕〜〔式4〕と、走行速度センサとして機能する回転数センサ11で検出した走行速度Vと、操舵角センサ13で検出した操舵角δと、ヨーレートセンサ16で検出したヨーレートYrと、横加速度センサ17で検出した横加速度GYとを取得する。そして、この車輪スリップ角演算部23Aが、車体スリップ角βを算出し、これに基づいて前車輪スリップ角βfと後車輪スリップ角βrとを算出する。   In the wheel slip angle calculation unit 23A, among these relational expressions, [Expression 2] to [Expression 4], the traveling speed V detected by the rotation speed sensor 11 functioning as a traveling speed sensor, and the steering angle sensor 13 are detected. The steering angle δ, the yaw rate Yr detected by the yaw rate sensor 16, and the lateral acceleration GY detected by the lateral acceleration sensor 17 are acquired. And this wheel slip angle calculating part 23A calculates vehicle body slip angle (beta), and calculates front wheel slip angle (beta) f and rear wheel slip angle (beta) r based on this.

ここで、フロントコーナリングパワーCpf、及び、リヤコーナリングパワーCprはタイヤ特性とタイヤへの荷重により決まる値である。   Here, the front cornering power Cpf and the rear cornering power Cpr are values determined by the tire characteristics and the load on the tire.

本実施例では、予め走行試験等で求めたCpf、Cprが情報テーブル23Fに収められており、図6に示す安定化制御部23では、フロントコーナリングパワーCpf及びリヤコーナリングパワーCprを情報テーブル23Fから読み出す処理形態が設定されている。   In this embodiment, Cpf and Cpr obtained in advance by a running test or the like are stored in the information table 23F, and the stabilization control unit 23 shown in FIG. A processing mode to be read is set.

次に、車輪横力演算部23Bが、これらの関係式のうち〔式5〕、〔式6〕と、前車輪スリップ角βfと後車輪スリップ角βrとに基づいて前車輪横力Ffと後車輪横力Frとを算出する。   Next, the wheel lateral force calculation unit 23B determines that the front wheel lateral force Ff and the rear wheel are based on [Formula 5] and [Formula 6] of these relational expressions, and the front wheel slip angle βf and the rear wheel slip angle βr. The wheel lateral force Fr is calculated.

そして、ヒッチ点横力推定部23Cが、前車輪横力Ffと後車輪横力Frとに基づき、前述した〔式1〕に基づいた演算によりヒッチ点横力Fhを推定する(#105ステップ)。   Then, the hitch point lateral force estimating unit 23C estimates the hitch point lateral force Fh by the calculation based on [Equation 1] described above based on the front wheel lateral force Ff and the rear wheel lateral force Fr (step # 105). .

#105ステップでは、前車輪横力Ffと、後車輪横力Frとを算出した後に、横加速度GYと、重量Mとに基づいてヒッチ点横力Fhを推定する処理を実行するが、前車輪スリップ角βfと、後車輪スリップ角βrと、フロントコーナリングパワーCpfと、リヤコーナリングパワーCprとに基づいてヒッチ点横力Fhを推定する処理を実行しても良い。   In step # 105, after calculating the front wheel lateral force Ff and the rear wheel lateral force Fr, a process of estimating the hitch point lateral force Fh based on the lateral acceleration GY and the weight M is executed. A process of estimating the hitch point lateral force Fh based on the slip angle βf, the rear wheel slip angle βr, the front cornering power Cpf, and the rear cornering power Cpr may be executed.

スウェイ現象が発生している場合には、前述したヒッチ点横力Fhは、符号が正と負との間で増減を繰り返す。このような理由から、次に、相殺ヨーモーメント演算部23Dが、ヒッチ点横力Fhの絶対値の最大値と閾値との比較を行うことで安定性の判定を行い、閾値を超えている場合(安定していないと判定した場合)には、ヒッチ点横力Fhに逆向きとなる相殺ヨーモーメントを算出する。相殺ヨーモーメントは、ヒッチ点Jからトラクタ1の重心点Xまでの距離Lhとヒッチ点横力の値とに基づき算出される。   When the sway phenomenon has occurred, the hitch point lateral force Fh described above repeatedly increases and decreases between positive and negative signs. For this reason, when the canceling yaw moment calculating unit 23D next determines the stability by comparing the maximum value of the absolute value of the hitch point lateral force Fh with the threshold value, and exceeds the threshold value. When it is determined that it is not stable, a canceling yaw moment that is opposite to the hitch point lateral force Fh is calculated. The canceling yaw moment is calculated based on the distance Lh from the hitch point J to the center of gravity X of the tractor 1 and the value of the hitch point lateral force.

ヨーモーメント出力部23Eは、トラクタ1の前車輪5及び後車輪6の少なくとも1輪を制動対象として選択し、ヒッチ点Jからトラクタ1の重心点Xまでの距離Lhと、前車輪5から重心点Xまでの距離Lfと、後車輪6から重心点Xまでの距離Lrと、相殺ヨーモーメントの算出値を基に、選択した車輪のブレーキ装置BKに作用させる制動力を設定する。
この場合、トラクタ1の前車輪5や後車輪6の左右の一方を制動対象として選択した場合は、効率良くヨーモーメントを発生させることができる。
更には、揺動周期に応じて制動タイミングや制動力を補正しても良い。
そして、ヨーモーメント出力部23Eはブレーキ制御ECU25を制御することにより、トラクタ1の制動対象となるブレーキ装置BKに対して算出された制動力を作用させて、相殺ヨーモーメントを発生させ、スウェイ現象の抑制を図ることができる(#106〜#108ステップ)。
尚、相殺ヨーモーメント演算部23Dが安定していないと判定した場合には、トラクタ1のブレーキ装置BKに加えて、トレーラ側のブレーキ装置BKを作用させても良い。
The yaw moment output unit 23E selects at least one of the front wheel 5 and the rear wheel 6 of the tractor 1 as a braking target, and the distance Lh from the hitch point J to the center of gravity X of the tractor 1 and the center of gravity from the front wheel 5 Based on the distance Lf to X, the distance Lr from the rear wheel 6 to the center of gravity X, and the calculated value of the canceling yaw moment, the braking force to be applied to the brake device BK of the selected wheel is set.
In this case, when one of the left and right front wheels 5 and rear wheels 6 of the tractor 1 is selected as a braking target, the yaw moment can be generated efficiently.
Furthermore, you may correct | amend a braking timing and braking force according to a rocking | fluctuation period.
Then, the yaw moment output unit 23E controls the brake control ECU 25 to apply the calculated braking force to the brake device BK to be braked by the tractor 1 to generate a canceling yaw moment, thereby causing the sway phenomenon. Suppression can be achieved (steps # 106 to # 108).
When it is determined that the canceling yaw moment calculating unit 23D is not stable, the trailer-side brake device BK may be applied in addition to the brake device BK of the tractor 1.

特に、相殺ヨーモーメント演算部23Dでは、ヒッチ点横力Fhより大きい力(1.2倍程度の力)を、ヒッチ点Jに対して逆方向に作用させる相殺ヨーモーメントを演算する。つまり、ヒッチ点横力Fhに等しい力を作用させるように相殺ヨーモーメントを設定した場合には、自走車体Aの揺動だけが収束し、被牽引車体Bの揺動が残ることもある。このような現象を抑制してスウェイ現象を速やかに収束させるように、ヒッチ点横力Fhを相殺するモーメントの値に対して1.2程度の係数を乗ずることにより相殺ヨーモーメントを設定しているのである。この係数の値は任意の値で良く、例えば、スウェイ現象による揺動の収束までに時間を要する場合に、係数の値を増大する等、収束までの時間に基づいて係数を調整するように制御形態を設定しても良い。   In particular, the canceling yaw moment calculator 23D calculates a canceling yaw moment that causes a force greater than the hitch point lateral force Fh (a force approximately 1.2 times) to act on the hitch point J in the reverse direction. That is, when the canceling yaw moment is set so that a force equal to the hitch point lateral force Fh is applied, only the swing of the self-propelled vehicle body A converges and the swing of the towed vehicle body B may remain. In order to suppress such a phenomenon and quickly converge the sway phenomenon, the canceling yaw moment is set by multiplying the moment value for canceling the hitch point lateral force Fh by a coefficient of about 1.2. It is. The value of this coefficient can be any value. For example, when it takes time to converge the fluctuation due to the sway phenomenon, the coefficient is increased so that the coefficient is adjusted based on the time until convergence. The form may be set.

また、相殺ヨーモーメント演算部23Dで演算される相殺ヨーモーメントの値を、ヒッチ点横力Fhを相殺する値に設定しておき、ブレーキ装置BKに作用させる力を増大させても良い。
この場合、ヨーモーメント出力部23Eは、自走車体Aの前車輪5あるいは後車輪6の少なくとも一方で左右両輪を制動対象として選択し、左右の車輪のブレーキ力差を維持しながら左右両輪のブレーキ力の和を増大することで、相殺ヨーモーメントを維持したまま車輌の減速度を増大することができる。
これにより、相殺ヨーモーメントによって自走車体A及び被牽引車体Bの揺動を収束すると同時に、車輌の速度をより速く低下させることで被牽引車体Bの安定性の向上を図ることができる。
このような制御形態でも、前述と同様に、スウェイ現象による揺動の収束までに時間を要する場合に、収束までの時間に基づいてブレーキ力の増大量を調整するように制御形態を設定しても良い。
但し、被牽引車体Bの揺動中に自走車体Aにのみ強いブレーキ力を作用させると被牽引車体Bはジャックナイフ傾向を示すため、ブレーキ力の増大量や発生させる車輌の減速度には、上限値を設けるようにすることが望ましい。
Further, the value of the canceling yaw moment calculated by the canceling yaw moment calculating unit 23D may be set to a value that cancels the hitch point lateral force Fh, and the force applied to the brake device BK may be increased.
In this case, the yaw moment output unit 23E selects the left and right wheels as a braking target at least one of the front wheels 5 or the rear wheels 6 of the self-propelled vehicle body A, and maintains the brake force difference between the left and right wheels. By increasing the sum of the forces, the vehicle deceleration can be increased while maintaining the offset yaw moment.
As a result, the self-propelled vehicle body A and the towed vehicle body B are converged by the canceling yaw moment, and at the same time, the stability of the towed vehicle body B can be improved by reducing the speed of the vehicle faster.
Even in such a control mode, in the same way as described above, when it takes time to converge the swing due to the sway phenomenon, the control mode is set so that the increase amount of the braking force is adjusted based on the time until the convergence. Also good.
However, if a strong braking force is applied only to the self-propelled vehicle A while the towed vehicle B is swinging, the towed vehicle B shows a jackknife tendency. Therefore, the amount of increase in braking force and the deceleration of the generated vehicle are It is desirable to set an upper limit value.

〔演算形態2〕
図9には、自走車体Aの重心点Xを基準として前車輪5に横方向に作用する前車輪モーメント(Lf×Ff)と、自走車体Aの重心点Xを基準として後車輪6に作用する後車輪モーメント(Lr×Fr)と、自走車体Aの重心点Xを基準としてヒッチ点Jに横方向に作用するヒッチ点モーメント(Lh×Fh)と、自走車体Aの重心点Xに作用する車体モーメント(Iz×dYr)と釣り合う関係を示している。尚、同図では夫々の力が作用する方向を矢印で示している。
[Calculation form 2]
FIG. 9 shows the front wheel moment (Lf × Ff) acting laterally on the front wheel 5 with respect to the center of gravity X of the self-propelled vehicle A and the rear wheel 6 with respect to the center of gravity X of the self-propelled vehicle A. The acting rear wheel moment (Lr × Fr), the hitch point moment (Lh × Fh) acting laterally on the hitch point J with reference to the center of gravity X of the self-propelled vehicle A, and the center of gravity X of the self-propelled vehicle A 2 shows a relationship balanced with the vehicle body moment (Iz × dYr) acting on the. In the figure, the direction in which each force acts is indicated by an arrow.

同図では、自走車体Aの重心点Xを基準として前車輪5(フロントアクスル)までの距離をLfとし、自走車体Aの重心点Xを基準として後車輪6(リアアクスル)までの距離をLrとし、自走車体Aの重心点Xを基準としてヒッチ点Jまでの距離をLhとして説明している。Ffは前車輪横力、Frは後車輪横力、Fhはヒッチ点横力、Izはヨー慣性モーメント(車体の定数)、dYrはヨー加速度である。   In the figure, the distance to the front wheel 5 (front axle) is defined as Lf based on the center of gravity X of the self-propelled vehicle A, and the distance to the rear wheel 6 (rear axle) based on the center of gravity X of the self-propelled vehicle A. The distance to the hitch point J is described as Lh with the center of gravity X of the self-propelled vehicle body A as a reference. Ff is the front wheel lateral force, Fr is the rear wheel lateral force, Fh is the hitch point lateral force, Iz is the yaw moment of inertia (a constant of the vehicle body), and dYr is the yaw acceleration.

この〔演算形態2〕では、安定化制御部23がモーメントの釣り合いの関係と、走行速度Vと、操舵角δfと、ヨーレートYrと、重心点Xに作用する横加速度GYと、重量Mと、必要な定数等に基づいてヒッチ点横力Fhを推定する。   In this [Calculation Mode 2], the stabilization control unit 23 determines the moment balance relationship, the traveling speed V, the steering angle δf, the yaw rate Yr, the lateral acceleration GY acting on the center of gravity X, the weight M, The hitch point lateral force Fh is estimated based on necessary constants and the like.

同図に示す如く、
Lf×Ff−Lr×Fr−Lh×Fh=Iz×dYr〔式11〕によってモーメントの釣り合いが表される。
図9では自走車体Aの左方向に作用するモーメントに+(プラス)の符号を附しており、自走車体Aの右方向に作用するモーメントに−(マイナス)の符号を附している。この関係式に基づいてヒッチ点横力Fhを推定する演算が行われる。
As shown in the figure,
The balance of moment is expressed by Lf × Ff−Lr × Fr−Lh × Fh = Iz × dYr [Formula 11].
In FIG. 9, a + (plus) sign is attached to the moment acting on the left side of the self-propelled vehicle body A, and a − (minus) sign is attached to the moment acting on the right side of the self-running vehicle body A. . A calculation for estimating the hitch point lateral force Fh is performed based on this relational expression.

この〔演算形態2〕では、ハードウエア的には〔演算形態1〕と同様に、安定化制御部23は、車輪スリップ角演算部23Aと、車輪横力演算部23Bと、ヒッチ点横力推定部23Cと、相殺ヨーモーメント演算部23Dと、ヨーモーメント出力部23Eと、情報テーブル23Fとを備えている。これらによる演算のプロセスを図8のブロック回路と図9のフローチャートとに基づいて説明する。   In [Calculation Mode 2], as in [Calculation Mode 1], the stabilization control unit 23 includes a wheel slip angle calculation unit 23A, a wheel lateral force calculation unit 23B, and a hitch point lateral force estimation. 23C, an offset yaw moment calculator 23D, a yaw moment output unit 23E, and an information table 23F. The calculation process based on these will be described with reference to the block circuit of FIG. 8 and the flowchart of FIG.

牽引車輌の走行時にはステアリングホイール12が非操舵状態(直進位置)にある状況で、各センサからの信号を取得し、演算により、車体スリップ角βが算出され、これに基づいて前車輪スリップ角βfと後車輪スリップ角βrとが算出される(#201〜#204)ステップ。   In the situation where the steering wheel 12 is in a non-steering state (straight forward position) when the towing vehicle is traveling, a signal from each sensor is obtained and a vehicle body slip angle β is calculated by calculation, and based on this, a front wheel slip angle βf And rear wheel slip angle βr are calculated (# 201 to # 204).

この関係式においても〔演算形態1〕で説明した〔式2〕〜〔式4〕に基づいて〔演算形態1〕と同様に、車輪スリップ角演算部23Aが車体スリップ角βを算出し、これに基づいて前車輪スリップ角βfと後車輪スリップ角βrとを算出する。この〔演算形態2〕においても、フロントコーナリングパワーCpfとリヤコーナリングパワーCprとは、タイヤの特性とタイヤへの荷重によって決まる値であり、予め走行試験等で求めたCpf、Cprが情報テーブル23Fに収められている。図8に示す安定化制御部23では、フロントコーナリングパワーCpf及びリヤコーナリングパワーCprを情報テーブル23Fから読み出す処理形態が設定されている。   Also in this relational expression, the wheel slip angle calculation unit 23A calculates the vehicle body slip angle β based on [Formula 2] to [Formula 4] described in [Calculation form 1], as in [Calculation form 1]. Based on this, the front wheel slip angle βf and the rear wheel slip angle βr are calculated. Also in [Calculation Mode 2], the front cornering power Cpf and the rear cornering power Cpr are values determined by the tire characteristics and the load on the tire, and Cpf and Cpr obtained in advance by a running test or the like are stored in the information table 23F. It is stored. In the stabilization control unit 23 shown in FIG. 8, a processing mode for reading the front cornering power Cpf and the rear cornering power Cpr from the information table 23F is set.

更に車輪横力演算部23Bが、〔演算形態1〕で説明した〔式5〕、〔式6〕と、前車輪スリップ角βfと後車輪スリップ角βrとに基づいて前車輪横力Ffと後車輪横力Frとを算出する。   Further, the wheel lateral force calculation unit 23B determines that the front wheel lateral force Ff and the rear wheel are based on [Formula 5] and [Formula 6] described in [Calculation Mode 1], and the front wheel slip angle βf and the rear wheel slip angle βr. The wheel lateral force Fr is calculated.

そして、ヒッチ点横力推定部23Cが、前車輪横力Ffと後車輪横力Frとに基づき、前述した〔式11〕に基づいた演算によりヒッチ点横力Fhを推定する(#205ステップ)。   Then, the hitch point lateral force estimating unit 23C estimates the hitch point lateral force Fh by the calculation based on the above-described [Equation 11] based on the front wheel lateral force Ff and the rear wheel lateral force Fr (step # 205). .

#205ステップでは、前車輪横力Ffと、後車輪横力Frとを算出した後に、横加速度GYと、重量Mとに基づいてヒッチ点横力Fhを推定する処理を実行するが、前車輪スリップ角βfと、後車輪スリップ角βrと、フロントコーナリングパワーCpfと、リヤコーナリングパワーCprとに基づいてヒッチ点横力Fhを推定する処理を実行しても良い。   In step # 205, after calculating the front wheel lateral force Ff and the rear wheel lateral force Fr, a process of estimating the hitch point lateral force Fh based on the lateral acceleration GY and the weight M is executed. A process of estimating the hitch point lateral force Fh based on the slip angle βf, the rear wheel slip angle βr, the front cornering power Cpf, and the rear cornering power Cpr may be executed.

スウェイ現象が発生している場合には、前述したヒッチ点横力Fhは、符号が正と負との間で増減を繰り返す。このような理由から、次に、相殺ヨーモーメント演算部23Dが、ヒッチ点横力Fhの絶対値の最大値と閾値との比較を行うことで安定性の判定を行い、閾値を超えている場合(安定していないと判定した場合)には、ヒッチ点横力Fhに逆向きとなる相殺ヨーモーメントを算出する。相殺ヨーモーメントは、ヒッチ点Jからトラクタ1の重心点Xまでの距離Lhとヒッチ点横力Fhの値とに基づき算出される。   When the sway phenomenon has occurred, the hitch point lateral force Fh described above repeatedly increases and decreases between positive and negative signs. For this reason, when the canceling yaw moment calculating unit 23D next determines the stability by comparing the maximum value of the absolute value of the hitch point lateral force Fh with the threshold value, and exceeds the threshold value. When it is determined that it is not stable, a canceling yaw moment that is opposite to the hitch point lateral force Fh is calculated. The canceling yaw moment is calculated based on the distance Lh from the hitch point J to the center of gravity X of the tractor 1 and the value of the hitch point lateral force Fh.

ヨーモーメント出力部23Eは、トラクタ1の前車輪5及び後車輪6の少なくとも1輪を制動対象として選択し、ヒッチ点Jからトラクタ1の重心点Xまでの距離Lhと、前車輪5から重心点Xまでの距離Lfと、後車輪6から重心点Xまでの距離Lrと、相殺ヨーモーメントの算出値を基に、選択した車輪のブレーキ装置BKに作動させる制動力を設定する。
この場合、トラクタ1の前車輪5や後車輪6の左右の一方を制動対象として選択した場合には、効率良くヨーモーメントを発生させることができる。
更には、揺動周期に応じて制動タイミングや制動力を補正しても良い。
そして、ヨーモーメント出力部23Eはブレーキ制御ECU25を制御することにより、トラクタ1の制動対象となるブレーキ装置BKに対して算出された制動力を作用させて相殺ヨーモーメントを発生させ、スウェイ現象の抑制を図ることができる(#206〜#208ステップ)。
尚、相殺ヨーモーメント演算部23Dが安定していないと判定した場合には、トラクタ1のブレーキ装置BKに加えて、トレーラ側のブレーキ装置BKを作用させても良い。
The yaw moment output unit 23E selects at least one of the front wheel 5 and the rear wheel 6 of the tractor 1 as a braking target, and the distance Lh from the hitch point J to the center of gravity X of the tractor 1 and the center of gravity from the front wheel 5 Based on the distance Lf to X, the distance Lr from the rear wheel 6 to the center of gravity X, and the calculated value of the canceling yaw moment, the braking force to be applied to the brake device BK of the selected wheel is set.
In this case, when one of the left and right front wheels 5 and rear wheels 6 of the tractor 1 is selected as a braking target, the yaw moment can be generated efficiently.
Furthermore, you may correct | amend a braking timing and braking force according to a rocking | fluctuation period.
The yaw moment output unit 23E controls the brake control ECU 25 to apply the calculated braking force to the brake device BK to be braked by the tractor 1 to generate a canceling yaw moment, thereby suppressing the sway phenomenon. (Steps # 206 to # 208).
When it is determined that the canceling yaw moment calculating unit 23D is not stable, the trailer-side brake device BK may be applied in addition to the brake device BK of the tractor 1.

特に、相殺ヨーモーメント演算部23Dでは〔演算形態1〕と同様に、ヒッチ点横力Fhより大きい力(1.2倍程度の力)を、ヒッチ点Jに対して逆方向に作用させる相殺ヨーモーメントが演算される。つまり、ヒッチ点横力Fhに等しい力を作用させるように相殺ヨーモーメントを設定した場合には、自走車体Aの揺動だけが収束し、被牽引車体Bの揺動が残ることもある。このような現象を抑制してスウェイ現象を速やかに収束させるように、ヒッチ点横力Fhを相殺するモーメントの値に対して1.2程度の係数を乗ずることにより相殺ヨーモーメントを設定しているのである。この係数の値は任意の値で良く、例えば、スウェイ現象による揺動の収束までに時間を要する場合に、係数の値を増大する等、収束までの時間に基づいて係数を調整するように制御形態を設定しても良い。   In particular, in the canceling yaw moment calculating unit 23D, as in [Calculation Form 1], a canceling yaw that causes a force greater than the hitch point lateral force Fh (a force approximately 1.2 times) to act on the hitch point J in the opposite direction. The moment is calculated. That is, when the canceling yaw moment is set so that a force equal to the hitch point lateral force Fh is applied, only the swing of the self-propelled vehicle body A converges and the swing of the towed vehicle body B may remain. In order to suppress such a phenomenon and quickly converge the sway phenomenon, the canceling yaw moment is set by multiplying the moment value for canceling the hitch point lateral force Fh by a coefficient of about 1.2. It is. The value of this coefficient can be any value. For example, when it takes time to converge the fluctuation due to the sway phenomenon, the coefficient is increased so that the coefficient is adjusted based on the time until convergence. The form may be set.

また、この〔演算形態2〕でも〔演算形態1〕と同様に、相殺ヨーモーメント演算部23Dで演算される相殺ヨーモーメントの値を、ヒッチ点横力Fhを相殺する値に設定しておき、ブレーキ装置BKに作用させる力を増大させても良い。
この場合、ヨーモーメント出力部23Eは、自走車体Aの前車輪5あるいは後車輪6の少なくとも一方で左右両輪を制動対象として選択し、左右の車輪のブレーキ力差を維持しながら左右両輪のブレーキ力の和を増大することで、相殺ヨーモーメントを維持したまま車輌の減速度を増大することができる。
これにより、相殺ヨーモーメントによって自走車体A及び被牽引車体Bの揺動を収束すると同時に、車輌の速度をより速く低下させることで被牽引車体Bの安定性の向上を図ることができる。
このような制御形態でも、前述と同様に、スウェイ現象による揺動の収束までに時間を要する場合に、収束までの時間に基づいてブレーキ力の増大量を調整するように制御形態を設定しても良い。
但し、被牽引車体Bの揺動中に自走車体Aにのみ強いブレーキ力を作用させると被牽引車体Bはジャックナイフ傾向を示すため、ブレーキ力の増大量や発生させる車輌の減速度には、上限値を設けるようにすることが望ましい。
In [Calculation Mode 2], similarly to [Calculation Mode 1], the value of the cancellation yaw moment calculated by the cancellation yaw moment calculation unit 23D is set to a value that cancels the hitch point lateral force Fh. The force applied to the brake device BK may be increased.
In this case, the yaw moment output unit 23E selects the left and right wheels as a braking target at least one of the front wheels 5 or the rear wheels 6 of the self-propelled vehicle body A, and maintains the brake force difference between the left and right wheels. By increasing the sum of the forces, the vehicle deceleration can be increased while maintaining the offset yaw moment.
As a result, the self-propelled vehicle body A and the towed vehicle body B are converged by the canceling yaw moment, and at the same time, the stability of the towed vehicle body B can be improved by reducing the speed of the vehicle faster.
Even in such a control mode, in the same way as described above, when it takes time to converge the swing due to the sway phenomenon, the control mode is set so that the increase amount of the braking force is adjusted based on the time until the convergence. Also good.
However, if a strong braking force is applied only to the self-propelled vehicle A while the towed vehicle B is swinging, the towed vehicle B shows a jackknife tendency. Therefore, the amount of increase in braking force and the deceleration of the generated vehicle are It is desirable to set an upper limit value.

〔演算形態1と演算形態2とに基づく作用・効果〕
このように本発明によると、従来から車体に備えられているESCで成る制御装置20に用いられるセンサ類をそのまま用いることにより、ヒッチ点Jの角度を検出するセンサを特別に備えることなく、ヒッチ点Jに作用するヒッチ点横力Fhの推定が可能となる。そして、このように算出されたヒッチ点横力Fhの大きさからスウェイ現象の程度を把握して、抑制の要否の判断が可能になると共に、ブレーキ装置BKの操作により最適な相殺ヨーモーメントを作用させることでスウェイ現象の初期段階での抑制を実現しているのである。
[Operation / Effect Based on Calculation Form 1 and Calculation Form 2]
As described above, according to the present invention, the sensors used in the control device 20 made of ESC conventionally provided in the vehicle body are used as they are, so that the hitch point J is not provided with a special sensor for detecting the angle of the hitch. The hitch point lateral force Fh acting on the point J can be estimated. Then, the degree of the sway phenomenon is grasped from the magnitude of the hitch point lateral force Fh calculated in this way, and it becomes possible to determine whether or not the suppression is necessary, and an optimum canceling yaw moment is obtained by operating the brake device BK. By making it act, suppression of the sway phenomenon at the initial stage is realized.

特に、本発明では、〔演算形態1〕と〔演算形態2〕との処理を並行して行うことにより、異なる演算プロセスに基づく2種のヒッチ点横力Fhを推定し、推定した2種のヒッチ点横力Fhの平均値に基づいて相殺ヨーモーメントを算出する処理を行うことや、2種のヒッチ点横力Fhのうち、異常と判断できる数値を用いずに他方の値に基づいて相殺ヨーモーメントを算出するように処理形態を設定しても良い。このような構成により、信頼性を向上できる。   In particular, in the present invention, two types of hitch point lateral forces Fh based on different calculation processes are estimated by performing [Calculation Mode 1] and [Calculation Mode 2] in parallel. Processing to calculate the canceling yaw moment based on the average value of the hitch point lateral force Fh, or canceling based on the other value without using a numerical value that can be judged as abnormal among the two types of hitch point lateral force Fh The processing mode may be set so as to calculate the yaw moment. With such a configuration, reliability can be improved.

本発明は、牽引車両のスウェイ現象を抑制する制御全般に利用することができる。   The present invention can be used for general control for suppressing the sway phenomenon of a tow vehicle.

1 トラクタ
4 トレーラ
5 操舵輪・車輪(前車輪)
6 車輪(後車輪)
8 トレーラ車輪
11 走行速度センサ(回転数センサ)
13 操舵角検出手段(操舵角センサ)
16 ヨーレート検出手段(ヨーレートセンサ)
17 横加速度検出手段(横加速度センサ)
23 安定化制御手段(安定化制御部)
23C ヒッチ点横力推定手段(ヒッチ点横力推定部)
23E モーメント発生手段(ヨーモーメント出力部)
J ヒッチ点
Fh ヒッチ点横力
1 Tractor 4 Trailer 5 Steering wheel / wheel (front wheel)
6 wheels (rear wheels)
8 Trailer wheels 11 Travel speed sensor (rotation speed sensor)
13 Steering angle detection means (steering angle sensor)
16 Yaw rate detection means (yaw rate sensor)
17 Lateral acceleration detection means (lateral acceleration sensor)
23 Stabilization control means (stabilization control unit)
23C Hitch point lateral force estimating means (hitch point lateral force estimating unit)
23E Moment generation means (yaw moment output section)
J Hitch point Fh Hitch point lateral force

Claims (4)

トラクタに対しヒッチ点を介して揺動自在にトレーラを連結している牽引車輌の制御装置であって、
前記トラクタの横加速度を検出する横加速度検出手段と、前記トラクタのヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、前記トラクタの操舵輪の操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記トラクタの走行速度を検出する走行速度検出手段とを備えると共に、
前記横加速度検出手段で検出された横加速度と、前記ヨーレート検出手段で検出されたヨーレートと、前記操舵角検出手段で検出された操舵角と、前記走行速度検出手段で検出された走行速度とに基づいて前記ヒッチ点に作用するヒッチ点横力を推定するヒッチ点横力推定手段を備え、このヒッチ点横力推定手段で推定されたヒッチ点横力の値から牽引車輌の安定性を判定する牽引車輌の制御装置。
A control device for a towing vehicle in which a trailer is connected to a tractor through a hitch point so as to be swingable.
Lateral acceleration detecting means for detecting the lateral acceleration of the tractor, yaw rate detecting means for detecting the yaw rate of the tractor, steering angle detecting means for detecting the steering angle of the steered wheels of the tractor, and the traveling speed of the tractor are detected. A traveling speed detecting means for performing
The lateral acceleration detected by the lateral acceleration detecting means, the yaw rate detected by the yaw rate detecting means, the steering angle detected by the steering angle detecting means, and the traveling speed detected by the traveling speed detecting means A hitch point lateral force estimating means for estimating a hitch point lateral force acting on the hitch point based on the hitch point lateral force estimating means, and determining the stability of the tow vehicle from the hitch point lateral force value estimated by the hitch point lateral force estimating means. Towing vehicle control device.
前記トラクタは、前記ヒッチ点横力の値に対応して牽引車輌の姿勢を安定化する安定化制御手段を備える請求項1記載の牽引車輌の制御装置。   The tow vehicle control device according to claim 1, wherein the tractor includes a stabilization control unit that stabilizes a posture of the tow vehicle in accordance with a value of the hitch point lateral force. 前記安定化制御手段は、前記トラクタに対して前記ヒッチ点横力と逆方向となるヨーモーメントを発生させるモーメント発生手段である請求項2記載の牽引車輌の制御装置。   The tow vehicle control device according to claim 2, wherein the stabilization control means is a moment generation means for generating a yaw moment in a direction opposite to the hitch point lateral force with respect to the tractor. 前記安定化制御手段は、前記トラクタの車輪の少なくとも一つに制動力を発生させる制動力発生手段である請求項3記載の牽引車輌の制御装置。   The tow vehicle control device according to claim 3, wherein the stabilization control means is a braking force generation means for generating a braking force on at least one of the wheels of the tractor.
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